1. Cadena industrial del polisilici: el procés de producció és complex i la fase posterior se centra en els semiconductors fotovoltaics.
El polisilici es produeix principalment a partir de silici industrial, clor i hidrogen, i es troba aigües amunt de les cadenes de la indústria fotovoltaica i dels semiconductors. Segons les dades de la CPIA, el mètode de producció de polisilici principal actualment al món és el mètode Siemens modificat, excepte a la Xina, més del 95% del polisilici es produeix mitjançant el mètode Siemens modificat. En el procés de preparació de polisilici mitjançant el mètode Siemens millorat, primer, el gas clor es combina amb gas hidrogen per generar clorur d'hidrogen i després reacciona amb la pols de silici després de la trituració i mòlta del silici industrial per generar triclorosilà, que es redueix encara més amb gas hidrogen per generar polisilici. El silici policristal·lí es pot fondre i refredar per fer lingots de silici policristal·lí, i el silici monocristal·lí també es pot produir mitjançant fusió de Czochralski o fusió per zona. En comparació amb el silici policristal·lí, el silici monocristall està compost per grans de cristall amb la mateixa orientació del cristall, de manera que té una millor conductivitat elèctrica i eficiència de conversió. Tant els lingots de silici policristal·lí com les barres de silici monocristal·lí es poden tallar i processar en oblies i cel·les de silici, que al seu torn es converteixen en parts clau dels mòduls fotovoltaics i s'utilitzen en el camp fotovoltaic. A més, les oblies de silici monocristall també es poden formar en oblies de silici mitjançant processos repetits de mòlta, poliment, epitaxia, neteja i altres, que es poden utilitzar com a materials de substrat per a dispositius electrònics semiconductors.
El contingut d'impureses de polisilici és estrictament obligatori, i la indústria té les característiques d'una alta inversió de capital i altes barreres tècniques. Com que la puresa del polisilici afectarà seriosament el procés d'estampació del silici monocristall, els requisits de puresa són extremadament estrictes. La puresa mínima del polisilici és del 99,9999%, i la més alta és infinitament propera al 100%. A més, els estàndards nacionals de la Xina estableixen requisits clars per al contingut d'impureses i, basant-se en això, el polisilici es divideix en graus I, II i III, dels quals el contingut de bor, fòsfor, oxigen i carboni és un índex de referència important. Les "Condicions d'accés a la indústria del polisilici" estipulen que les empreses han de tenir un sistema sòlid d'inspecció i gestió de la qualitat, i que els estàndards del producte compleixin estrictament els estàndards nacionals; A més, les condicions d'accés també requereixen l'escala i el consum d'energia de les empreses de producció de polisilici, com ara el polisilici de grau solar i de grau electrònic. L'escala del projecte és superior a 3000 tones/any i 1000 tones/any, respectivament, i la ràtio mínima de capital en la inversió de projectes de nova construcció i reconstrucció i expansió no ha de ser inferior al 30%, de manera que el polisilici és una indústria intensiva en capital. Segons les estadístiques de la CPIA, el cost d'inversió dels equips de línia de producció de polisilici de 10.000 tones posats en funcionament el 2021 ha augmentat lleugerament fins a 103 milions de iuans/kt. El motiu és l'augment del preu dels materials metàl·lics a granel. S'espera que el cost d'inversió en el futur augmenti amb el progrés de la tecnologia dels equips de producció i la disminució dels monòmers a mesura que augmenta la mida. Segons les regulacions, el consum d'energia del polisilici per a la reducció de Czochralski de grau solar i de grau electrònic hauria de ser inferior a 60 kWh/kg i 100 kWh/kg, respectivament, i els requisits per als indicadors de consum d'energia són relativament estrictes. La producció de polisilici tendeix a pertànyer a la indústria química. El procés de producció és relativament complex i el llindar per a les rutes tècniques, la selecció d'equips, la posada en marxa i el funcionament és alt. El procés de producció implica moltes reaccions químiques complexes i el nombre de nodes de control és superior a 1.000. És difícil per als nous participants dominar ràpidament l'artesania madura. Per tant, hi ha altes barreres de capital i tècniques a la indústria de producció de polisilici, cosa que també promou els fabricants de polisilici a dur a terme una optimització tècnica estricta del flux del procés, l'embalatge i el procés de transport.
2. Classificació del polisilici: la puresa determina l'ús i el grau solar ocupa el corrent principal
El silici policristal·lí, una forma de silici elemental, està compost de grans de cristall amb diferents orientacions cristal·lines i es purifica principalment mitjançant el processament industrial del silici. L'aspecte del polisilici és de brillantor metàl·lica grisa i el punt de fusió és d'uns 1410 ℃. És inactiu a temperatura ambient i més actiu en estat fos. El polisilici té propietats semiconductores i és un material semiconductor extremadament important i excel·lent, però una petita quantitat d'impureses pot afectar considerablement la seva conductivitat. Hi ha molts mètodes de classificació per al polisilici. A més de la classificació esmentada anteriorment segons els estàndards nacionals de la Xina, aquí s'introdueixen tres mètodes de classificació més importants. Segons els diferents requisits de puresa i usos, el polisilici es pot dividir en polisilici de grau solar i polisilici de grau electrònic. El polisilici de grau solar s'utilitza principalment en la producció de cèl·lules fotovoltaiques, mentre que el polisilici de grau electrònic s'utilitza àmpliament en la indústria de circuits integrats com a matèria primera per a xips i altres produccions. La puresa del polisilicó de grau solar és de 6~8N, és a dir, el contingut total d'impureses ha de ser inferior a 10-6, i la puresa del polisilicó ha d'arribar al 99,9999% o més. Els requisits de puresa del polisilicó de grau electrònic són més estrictes, amb un mínim de 9N i un màxim actual de 12N. La producció de polisilicó de grau electrònic és relativament difícil. Hi ha poques empreses xineses que dominen la tecnologia de producció de polisilicó de grau electrònic, i encara depenen relativament de les importacions. Actualment, la producció de polisilicó de grau solar és molt més gran que la de polisilicó de grau electrònic, i la primera és aproximadament 13,8 vegades superior a la de la segona.
Segons la diferència d'impureses de dopatge i el tipus de conductivitat del material de silici, es pot dividir en tipus P i tipus N. Quan el silici es dopa amb elements d'impuresa acceptors, com ara bor, alumini, gal·li, etc., domina la conducció de forats i és de tipus P. Quan el silici es dopa amb elements d'impuresa donants, com ara fòsfor, arsènic, antimoni, etc., domina la conducció d'electrons i és de tipus N. Les bateries de tipus P inclouen principalment bateries BSF i bateries PERC. El 2021, les bateries PERC representaran més del 91% del mercat mundial i les bateries BSF s'eliminaran. Durant el període en què el PERC substitueix el BSF, l'eficiència de conversió de les cel·les de tipus P ha augmentat de menys del 20% a més del 23%, cosa que està a punt d'apropar-se al límit superior teòric del 24,5%, mentre que el límit superior teòric de les cel·les de tipus N és del 28,7%, i les cel·les de tipus N tenen una alta eficiència de conversió. A causa dels avantatges de l'alta relació bifacial i el baix coeficient de temperatura, les empreses han començat a desplegar línies de producció en massa per a bateries de tipus N. Segons la previsió de la CPIA, la proporció de bateries de tipus N augmentarà significativament del 3% al 13,4% el 2022. S'espera que en els propers cinc anys s'iniciï la iteració de bateries de tipus N a bateries de tipus P. Segons la diferent qualitat de la superfície, es pot dividir en material dens, material de coliflor i material de corall. La superfície del material dens té el grau de concavitat més baix, menys de 5 mm, sense anomalies de color, sense capes intermèdies d'oxidació i el preu més alt; La superfície del material de coliflor té un grau moderat de concavitat, de 5 a 20 mm, la secció és moderada i el preu és de gamma mitjana; mentre que la superfície del material de corall té una concavitat més greu, la profunditat és superior a 20 mm, la secció és fluixa i el preu és el més baix. El material dens s'utilitza principalment per extreure silici monocristal·lí, mentre que el material de coliflor i el material de corall s'utilitzen principalment per fabricar oblies de silici policristal·lí. En la producció diària de les empreses, el material dens es pot dopar amb no menys del 30% de material de coliflor per produir silici monocristal·lí. Es pot estalviar el cost de les matèries primeres, però l'ús de material de coliflor reduirà l'eficiència de l'extracció del cristall fins a cert punt. Les empreses han de triar la relació de dopatge adequada després de ponderar els dos. Recentment, la diferència de preu entre el material dens i el material de coliflor s'ha estabilitzat bàsicament en 3 RMB/kg. Si la diferència de preu s'amplia encara més, les empreses poden considerar dopar més material de coliflor en l'extracció de silici monocristal·lí.
3. Procés: el mètode de Siemens ocupa el corrent principal i el consum d'energia esdevé la clau del canvi tecnològic.
El procés de producció de polisilici es divideix aproximadament en dos passos. En el primer pas, la pols de silici industrial reacciona amb clorur d'hidrogen anhidre per obtenir triclorosilà i hidrogen. Després de repetides destil·lacions i purificacions, es produeixen triclorosilà gasós, diclorodihidrosilici i silà; el segon pas és reduir el gas d'alta puresa esmentat anteriorment a silici cristal·lí, i el pas de reducció és diferent en el mètode Siemens modificat i el mètode de llit fluiditzat de silà. El mètode Siemens millorat té una tecnologia de producció madura i una alta qualitat del producte, i actualment és la tecnologia de producció més utilitzada. El mètode de producció tradicional de Siemens consisteix a utilitzar clor i hidrogen per sintetitzar clorur d'hidrogen anhidre, clorur d'hidrogen i silici industrial en pols per sintetitzar triclorosilà a una temperatura determinada, i després separar, rectificar i purificar el triclorosilà. El silici se sotmet a una reacció de reducció tèrmica en un forn de reducció d'hidrogen per obtenir silici elemental dipositat al nucli de silici. Sobre aquesta base, el procés millorat de Siemens també està equipat amb un procés de suport per reciclar una gran quantitat de subproductes com ara hidrogen, clorur d'hidrogen i tetraclorur de silici produïts en el procés de producció, incloent principalment la recuperació de gasos de cua de reducció i la tecnologia de reutilització de tetraclorur de silici. L'hidrogen, el clorur d'hidrogen, el triclorosilà i el tetraclorur de silici dels gasos d'escapament es separen mitjançant recuperació seca. L'hidrogen i el clorur d'hidrogen es poden reutilitzar per a la síntesi i la purificació amb triclorosilà, i el triclorosilà es recicla directament a la reducció tèrmica. La purificació es duu a terme al forn i el tetraclorur de silici s'hidrogena per produir triclorosilà, que es pot utilitzar per a la purificació. Aquest pas també s'anomena tractament d'hidrogenació en fred. En realitzar una producció en circuit tancat, les empreses poden reduir significativament el consum de matèries primeres i electricitat, estalviant així eficaçment els costos de producció.
El cost de produir polisilici utilitzant el mètode millorat de Siemens a la Xina inclou matèries primeres, consum d'energia, depreciació, costos de processament, etc. El progrés tecnològic a la indústria ha reduït significativament el cost. Les matèries primeres es refereixen principalment al silici industrial i al triclorosilà, el consum d'energia inclou electricitat i vapor, i els costos de processament es refereixen als costos d'inspecció i reparació dels equips de producció. Segons les estadístiques de Baichuan Yingfu sobre els costos de producció de polisilici a principis de juny de 2022, les matèries primeres són la partida de cost més elevada, representant el 41% del cost total, del qual el silici industrial és la principal font de silici. El consum unitari de silici que s'utilitza habitualment a la indústria representa la quantitat de silici consumida per unitat de productes de silici d'alta puresa. El mètode de càlcul és convertir tots els materials que contenen silici, com ara la pols de silici industrial externalitzada i el triclorosilà, en silici pur i després deduir el clorosilà externalitzat segons la quantitat de silici pur convertit de la relació de contingut de silici. Segons les dades de la CPIA, el nivell de consum de silici disminuirà en 0,01 kg/kg-Si fins a 1,09 kg/kg-Si el 2021. Es preveu que amb la millora del tractament d'hidrogenació en fred i el reciclatge de subproductes, s'espera que disminueixi fins a 1,07 kg/kg el 2030. kg-Si. Segons estadístiques incompletes, el consum de silici de les cinc principals empreses xineses de la indústria del polisilici és inferior a la mitjana de la indústria. Se sap que dues d'elles consumiran 1,08 kg/kg-Si i 1,05 kg/kg-Si respectivament el 2021. La segona proporció més alta és el consum d'energia, que representa el 32% en total, del qual l'electricitat representa el 30% del cost total, cosa que indica que el preu de l'electricitat i l'eficiència continuen sent factors importants per a la producció de polisilici. Els dos indicadors principals per mesurar l'eficiència energètica són el consum d'energia integral i la reducció del consum d'energia. La reducció del consum d'energia es refereix al procés de reducció del triclorosilà i l'hidrogen per generar material de silici d'alta puresa. El consum d'energia inclou el preescalfament i la deposició del nucli de silici, la preservació de la calor, la ventilació final i altres consums d'energia del procés. El 2021, amb el progrés tecnològic i la utilització integral de l'energia, el consum mitjà integral d'energia de la producció de polisilici disminuirà un 5,3% interanual fins als 63 kWh/kg-Si, i la reducció mitjana del consum d'energia disminuirà un 6,1% interanual fins als 46 kWh/kg-Si, i s'espera que disminueixi encara més en el futur. A més, la depreciació també és una partida important del cost, que representa el 17%. Cal destacar que, segons dades de Baichuan Yingfu, el cost total de producció del polisilici a principis de juny de 2022 era d'uns 55.816 iuans/tona, el preu mitjà del polisilici al mercat era d'uns 260.000 iuans/tona i el marge de benefici brut era de fins al 70% o més, per la qual cosa va atreure un gran nombre d'empreses a invertir en la construcció de capacitat de producció de polisilici.
Hi ha dues maneres perquè els fabricants de polisilici redueixin els costos: una és reduir els costos de les matèries primeres i l'altra és reduir el consum d'energia. Pel que fa a les matèries primeres, els fabricants poden reduir el cost de les matèries primeres signant acords de cooperació a llarg termini amb fabricants industrials de silici o construint capacitat de producció integrada aigües amunt i aigües avall. Per exemple, les plantes de producció de polisilici depenen bàsicament del seu propi subministrament de silici industrial. Pel que fa al consum d'electricitat, els fabricants poden reduir els costos d'electricitat mitjançant preus baixos de l'electricitat i una millora integral del consum d'energia. Al voltant del 70% del consum integral d'electricitat és la reducció del consum d'electricitat, i la reducció també és un vincle clau en la producció de silici cristal·lí d'alta puresa. Per tant, la major part de la capacitat de producció de polisilici a la Xina es concentra en regions amb preus baixos de l'electricitat com ara Xinjiang, Mongòlia Interior, Sichuan i Yunnan. Tanmateix, amb l'avanç de la política de dos carbonis, és difícil obtenir una gran quantitat de recursos energètics de baix cost. Per tant, reduir el consum d'energia per reduir-lo és una manera més factible de reduir costos avui dia. Actualment, la manera eficaç de reduir el consum d'energia de reducció és augmentar el nombre de nuclis de silici al forn de reducció, ampliant així la producció d'una sola unitat. Actualment, els principals tipus de forn de reducció a la Xina són 36 parells de barres, 40 parells de barres i 48 parells de barres. El tipus de forn s'actualitza a 60 parells de barres i 72 parells de barres, però alhora també planteja requisits més alts per al nivell de tecnologia de producció de les empreses.
En comparació amb el mètode Siemens millorat, el mètode de llit fluiditzat de silà té tres avantatges: un és el baix consum d'energia, l'altre és l'alta producció d'arrossegament de cristalls i el tercer és que és més favorable combinar-lo amb la tecnologia Czochralski contínua CCZ més avançada. Segons les dades de la branca de la indústria del silici, el consum d'energia global del mètode de llit fluiditzat de silà és del 33,33% del mètode Siemens millorat i la reducció del consum d'energia és del 10% del mètode Siemens millorat. El mètode de llit fluiditzat de silà té avantatges significatius en el consum d'energia. Pel que fa a l'arrossegament de cristalls, les propietats físiques del silici granular poden facilitar l'ompliment complet del gresol de quars a l'enllaç de la vareta d'arrossegament de silici monocristall. El silici policristal·lí i el silici granular poden augmentar la capacitat de càrrega del gresol de forn únic en un 29%, alhora que redueixen el temps de càrrega en un 41%, millorant significativament l'eficiència d'arrossegament del silici monocristall. A més, el silici granular té un diàmetre petit i una bona fluïdesa, cosa que és més adequada per al mètode Czochralski continu CCZ. Actualment, la principal tecnologia d'extracció de monocristalls en els trams mitjà i inferior és el mètode de refusió de monocristalls RCZ, que consisteix a realimentar i extreure el cristall després d'extreure una vareta de silici monocristall. L'extracció es realitza al mateix temps, cosa que estalvia el temps de refredament de la vareta de silici monocristall, de manera que l'eficiència de producció és més alta. El ràpid desenvolupament del mètode continu de Czochralski CCZ també augmentarà la demanda de silici granular. Tot i que el silici granular té alguns desavantatges, com ara més pols de silici generada per fricció, gran superfície i fàcil adsorció de contaminants, i hidrogen combinat en hidrogen durant la fusió, cosa que és fàcil de provocar salts, però segons els darrers anuncis de les empreses de silici granular rellevants, aquests problemes s'estan millorant i s'han fet alguns progressos.
El procés de llit fluiditzat de silà és madur a Europa i els Estats Units, i es troba en la seva infància després de la introducció d'empreses xineses. Ja a la dècada de 1980, el silici granular estranger representat per REC i MEMC va començar a explorar la producció de silici granular i va realitzar una producció a gran escala. Entre ells, la capacitat de producció total de silici granular de REC va arribar a les 10.500 tones/any el 2010, i en comparació amb els seus homòlegs de Siemens en el mateix període, tenia un avantatge de costos d'almenys 2-3 dòlars/kg. A causa de les necessitats d'extracció de monocristalls, la producció de silici granular de l'empresa es va estancar i finalment va aturar la producció, i va recórrer a una empresa conjunta amb la Xina per establir una empresa de producció per dedicar-se a la producció de silici granular.
4. Matèries primeres: el silici industrial és la matèria primera principal i el subministrament pot satisfer les necessitats d'expansió de polisilici
El silici industrial és la matèria primera principal per a la producció de polisilici. Es preveu que la producció industrial de silici de la Xina creixi constantment del 2022 al 2025. Del 2010 al 2021, la producció industrial de silici de la Xina es troba en fase d'expansió, amb una taxa de creixement anual mitjana de la capacitat de producció i la producció que arriba al 7,4% i el 8,6%, respectivament. Segons dades de SMM, el recent augmentcapacitat de producció industrial de silicia la Xina serà de 890.000 tones i 1,065 milions de tones el 2022 i el 2023. Suposant que les empreses industrials de silici encara mantindran una taxa d'utilització de la capacitat i una taxa d'explotació d'aproximadament el 60% en el futur, el recentment augmentat de la Xinala capacitat de producció el 2022 i el 2023 comportarà un augment de la producció de 320.000 tones i 383.000 tones. Segons les estimacions de GFCI,La capacitat de producció industrial de silici de la Xina el 22/23/24/25 és d'uns 5,90/697/6,71/6,5 milions de tones, cosa que correspon a 3,55/391/4,18/4,38 milions de tones.
La taxa de creixement de les dues àrees restants de silici industrial superposat és relativament lenta, i la producció industrial de silici de la Xina bàsicament pot satisfer la producció de polisilici. El 2021, la capacitat de producció industrial de silici de la Xina serà de 5,385 milions de tones, cosa que correspon a una producció de 3,213 milions de tones, de les quals polisilici, silici orgànic i aliatges d'alumini consumiran 623.000 tones, 898.000 tones i 649.000 tones, respectivament. A més, gairebé 780.000 tones de producció es destinaran a l'exportació. El 2021, el consum de polisilici, silici orgànic i aliatges d'alumini representarà el 19%, el 28% i el 20% del silici industrial, respectivament. Del 2022 al 2025, s'espera que la taxa de creixement de la producció de silici orgànic es mantingui al voltant del 10%, i la taxa de creixement de la producció d'aliatges d'alumini sigui inferior al 5%. Per tant, creiem que la quantitat de silici industrial que es pot utilitzar per al polisilici el 2022-2025 és relativament suficient, cosa que pot satisfer plenament les necessitats de producció de polisilici.
5. Subministrament de polisilici:Xinaocupa una posició dominant i la producció s'acumula gradualment a les empreses líders
En els darrers anys, la producció mundial de polisilici ha augmentat any rere any i s'ha anat acumulant gradualment a la Xina. Del 2017 al 2021, la producció mundial anual de polisilici ha augmentat de 432.000 tones a 631.000 tones, amb el creixement més ràpid el 2021, amb una taxa de creixement del 21,11%. Durant aquest període, la producció mundial de polisilici es va concentrar gradualment a la Xina, i la proporció de la producció xinesa de polisilici va augmentar del 56,02% el 2017 al 80,03% el 2021. Si comparem les deu principals empreses en capacitat de producció mundial de polisilici el 2010 i el 2021, es pot constatar que el nombre d'empreses xineses ha augmentat de 4 a 8, i la proporció de capacitat de producció d'algunes empreses americanes i coreanes ha disminuït significativament, quedant fora dels deu principals equips, com ara HEMOLOCK, OCI, REC i MEMC; La concentració de la indústria ha augmentat significativament i la capacitat de producció total de les deu principals empreses de la indústria ha augmentat del 57,7% al 90,3%. El 2021, hi havia cinc empreses xineses que representaven més del 10% de la capacitat de producció, cosa que representa un total del 65,7%. Hi ha tres raons principals per a la transferència gradual de la indústria del polisilicó a la Xina. En primer lloc, els fabricants xinesos de polisilicó tenen avantatges significatius pel que fa a les matèries primeres, l'electricitat i els costos laborals. Els salaris dels treballadors són inferiors als dels països estrangers, de manera que el cost de producció global a la Xina és molt inferior al dels països estrangers i continuarà disminuint amb el progrés tecnològic; en segon lloc, la qualitat dels productes xinesos de polisilicó millora constantment, la majoria dels quals es troben al nivell de primera classe de grau solar, i les empreses avançades individuals compleixen els requisits de puresa. S'han fet avenços en la tecnologia de producció de polisilicó de grau electrònic superior, cosa que ha marcat el començament gradual de la substitució del polisilicó de grau electrònic nacional per les importacions, i les principals empreses xineses estan promovent activament la construcció de projectes de polisilicó de grau electrònic. La producció d'oblies de silici a la Xina és superior al 95% de la producció mundial total, cosa que ha augmentat gradualment la taxa d'autosuficiència de polisilici per a la Xina, cosa que ha reduït fins a cert punt el mercat de les empreses de polisilici a l'estranger.
Del 2017 al 2021, la producció anual de polisilici a la Xina augmentarà constantment, principalment en zones riques en recursos energètics com ara Xinjiang, Mongòlia Interior i Sichuan. El 2021, la producció de polisilici de la Xina augmentarà de 392.000 tones a 505.000 tones, un augment del 28,83%. Pel que fa a la capacitat de producció, la capacitat de producció de polisilici de la Xina ha estat generalment en una tendència a l'alça, però ha disminuït el 2020 a causa del tancament d'alguns fabricants. A més, la taxa d'utilització de la capacitat de les empreses xineses de polisilici ha anat augmentant contínuament des del 2018, i la taxa d'utilització de la capacitat el 2021 arribarà al 97,12%. Pel que fa a les províncies, la producció de polisilici de la Xina el 2021 es concentra principalment en zones amb preus baixos de l'electricitat com ara Xinjiang, Mongòlia Interior i Sichuan. La producció de Xinjiang és de 270.400 tones, que és més de la meitat de la producció total de la Xina.
La indústria xinesa del polisilici es caracteritza per un alt grau de concentració, amb un valor CR6 del 77%, i hi haurà una nova tendència a l'alça en el futur. La producció de polisilici és una indústria amb un capital elevat i barreres tècniques elevades. El cicle de construcció i producció del projecte sol ser de dos anys o més. És difícil que nous fabricants entrin a la indústria. A jutjar per l'expansió prevista coneguda i els nous projectes en els propers tres anys, els fabricants oligopolístics de la indústria continuaran ampliant la seva capacitat de producció en virtut de la seva pròpia tecnologia i avantatges d'escala, i la seva posició de monopoli continuarà augmentant.
S'estima que el subministrament de polisilici de la Xina comportarà un creixement a gran escala del 2022 al 2025, i la producció de polisilici arribarà als 1,194 milions de tones el 2025, impulsant l'expansió de l'escala de producció mundial de polisilici. El 2021, amb el fort augment del preu del polisilici a la Xina, els principals fabricants han invertit en la construcció de noves línies de producció i, alhora, han atret nous fabricants a unir-se a la indústria. Com que els projectes de polisilici trigaran com a mínim entre un any i mig i dos anys des de la construcció fins a la producció, es completarà la nova construcció el 2021. La capacitat de producció generalment es posa en producció durant la segona meitat del 2022 i el 2023. Això és molt coherent amb els nous plans de projecte anunciats pels principals fabricants actualment. La nova capacitat de producció el 2022-2025 es concentra principalment el 2022 i el 2023. Després d'això, a mesura que l'oferta i la demanda de polisilici i el preu s'estabilitzin gradualment, la capacitat de producció total de la indústria s'estabilitzarà gradualment. A la baixa, és a dir, la taxa de creixement de la capacitat de producció disminueix gradualment. A més, la taxa d'utilització de la capacitat de les empreses de polisilici s'ha mantingut a un nivell alt en els darrers dos anys, però caldrà temps perquè la capacitat de producció dels nous projectes augmenti, i caldrà un procés perquè els nous participants dominin la tecnologia de preparació pertinent. Per tant, la taxa d'utilització de la capacitat dels nous projectes de polisilici en els propers anys serà baixa. A partir d'això, es pot predir la producció de polisilici el 2022-2025, i s'espera que la producció de polisilici el 2025 sigui d'uns 1,194 milions de tones.
La concentració de la capacitat de producció a l'estranger és relativament alta, i la taxa i la velocitat d'augment de la producció en els propers tres anys no seran tan altes com les de la Xina. La capacitat de producció de polisilici a l'estranger es concentra principalment en quatre empreses líders, i la resta té principalment una petita capacitat de producció. Pel que fa a la capacitat de producció, Wacker Chem ocupa la meitat de la capacitat de producció de polisilici a l'estranger. Les seves fàbriques a Alemanya i els Estats Units tenen capacitats de producció de 60.000 tones i 20.000 tones, respectivament. La forta expansió de la capacitat de producció mundial de polisilici el 2022 i més enllà pot provocar... Preocupada per l'excés d'oferta, l'empresa encara es troba en un estat d'espera i no ha previst afegir nova capacitat de producció. El gegant sud-coreà del polisilici OCI està traslladant gradualment la seva línia de producció de polisilici de grau solar a Malàisia, tot mantenint la línia de producció original de polisilici de grau electrònic a la Xina, que es preveu que arribi a les 5.000 tones el 2022. La capacitat de producció d'OCI a Malàisia arribarà a les 27.000 tones i les 30.000 tones el 2020 i el 2021, aconseguint costos de consum d'energia baixos i evadint els elevats aranzels xinesos sobre el polisilici als Estats Units i Corea del Sud. L'empresa té previst produir 95.000 tones, però la data d'inici no està clara. S'espera que augmenti fins al nivell de 5.000 tones anuals en els propers quatre anys. L'empresa noruega REC té dues bases de producció a l'estat de Washington i a Montana, EUA, amb una capacitat de producció anual de 18.000 tones de polisilici de grau solar i 2.000 tones de polisilici de grau electrònic. REC, que es trobava en greus dificultats financeres, va optar per suspendre la producció i, estimulada per l'auge dels preus del polisilici el 2021, l'empresa va decidir reiniciar la producció de 18.000 tones de projectes a l'estat de Washington i 2.000 tones a Montana a finals del 2023, i pot completar l'augment de la capacitat de producció el 2024. Hemlock és el major productor de polisilici dels Estats Units, especialitzat en polisilici d'alta puresa de grau electrònic. Les barreres tecnològiques a la producció dificulten la substitució dels productes de l'empresa al mercat. Combinat amb el fet que l'empresa no té previst construir nous projectes d'aquí a uns anys, s'espera que la capacitat de producció de l'empresa sigui del 2022 al 2025. La producció anual es manté en 18.000 tones. A més, el 2021, la nova capacitat de producció de les empreses que no siguin les quatre anteriors serà de 5.000 tones. A causa de la manca de comprensió dels plans de producció de totes les empreses, s'assumeix que la nova capacitat de producció serà de 5.000 tones anuals del 2022 al 2025.
Segons la capacitat de producció a l'estranger, s'estima que la producció de polisilici a l'estranger el 2025 serà d'unes 176.000 tones, suposant que la taxa d'utilització de la capacitat de producció de polisilici a l'estranger es mantingui sense canvis. Després que el preu del polisilici hagi augmentat bruscament el 2021, les empreses xineses han augmentat la producció i l'han ampliat. En canvi, les empreses estrangeres són més cautelosos en els seus plans per a nous projectes. Això es deu al fet que el domini de la indústria del polisilici ja està sota el control de la Xina, i augmentar cegament la producció pot comportar pèrdues. Des del punt de vista dels costos, el consum d'energia és el component més important del cost del polisilici, per la qual cosa el preu de l'electricitat és molt important, i Xinjiang, Mongòlia Interior, Sichuan i altres regions tenen avantatges evidents. Des del punt de vista de la demanda, com a indústria directa de producció de polisilici, la producció de galetes de silici de la Xina representa més del 99% del total mundial. La indústria de producció de polisilici es concentra principalment a la Xina. El preu del polisilici produït és baix, el cost de transport és baix i la demanda està totalment garantida. En segon lloc, la Xina ha imposat aranzels antidumping relativament alts a les importacions de polisilici de grau solar dels Estats Units i Corea del Sud, cosa que ha suprimit considerablement el consum de polisilici dels Estats Units i Corea del Sud. Cal anar amb compte a l'hora de construir nous projectes; a més, en els darrers anys, les empreses xineses de polisilici a l'estranger s'han desenvolupat lentament a causa de l'impacte dels aranzels, i algunes línies de producció s'han reduït o fins i tot tancat, i la seva proporció en la producció mundial ha anat disminuint any rere any, per la qual cosa no seran comparables a l'augment dels preus del polisilici el 2021, ja que els alts beneficis de l'empresa xinesa i les condicions financeres no són suficients per donar suport a la seva ràpida i gran expansió de la capacitat de producció.
Basant-se en les respectives previsions de producció de polisilicó a la Xina i a l'estranger del 2022 al 2025, es pot resumir el valor previst de la producció mundial de polisilicó. S'estima que la producció mundial de polisilicó el 2025 arribarà als 1,371 milions de tones. Segons el valor previst de la producció de polisilicó, es pot obtenir aproximadament la quota de la Xina en la proporció global. S'espera que la quota de la Xina s'ampliï gradualment del 2022 al 2025 i superi el 87% el 2025.
6, Resum i perspectives
El polisilici es troba aigües avall del silici industrial i aigües amunt de tota la cadena de la indústria fotovoltaica i dels semiconductors, i el seu estatus és molt important. La cadena de la indústria fotovoltaica és generalment polisilici-oblia de silici-cèl·lula-mòdul-capacitat instal·lada fotovoltaica, i la cadena de la indústria dels semiconductors és generalment polisilici-oblia de silici monocristal·lí-oblia de silici-xip. Els diferents usos tenen requisits diferents pel que fa a la puresa del polisilici. La indústria fotovoltaica utilitza principalment polisilici de grau solar, i la indústria dels semiconductors utilitza polisilici de grau electrònic. El primer té un rang de puresa de 6N-8N, mentre que el segon requereix una puresa de 9N o més.
Durant anys, el procés de producció principal de polisilici ha estat el mètode Siemens millorat a tot el món. En els darrers anys, algunes empreses han explorat activament el mètode de llit fluiditzat de silà de baix cost, cosa que pot tenir un impacte en el patró de producció. El polisilici en forma de vareta produït pel mètode Siemens modificat té les característiques d'alt consum d'energia, alt cost i alta puresa, mentre que el silici granular produït pel mètode de llit fluiditzat de silà té les característiques de baix consum d'energia, baix cost i puresa relativament baixa. Algunes empreses xineses han implementat la producció massiva de silici granular i la tecnologia d'utilitzar silici granular per extreure polisilici, però no s'ha promogut àmpliament. Si el silici granular pot substituir el primer en el futur depèn de si l'avantatge de cost pot cobrir el desavantatge de qualitat, l'efecte de les aplicacions posteriors i la millora de la seguretat del silà. En els darrers anys, la producció mundial de polisilici ha augmentat any rere any i s'ha anat acumulant gradualment a la Xina. Del 2017 al 2021, la producció mundial anual de polisilicó augmentarà de 432.000 tones a 631.000 tones, amb el creixement més ràpid el 2021. Durant aquest període, la producció mundial de polisilicó es va anar concentrant gradualment a la Xina, i la proporció de la producció xinesa de polisilicó va augmentar del 56,02% el 2017 al 80,03% el 2021. Del 2022 al 2025, el subministrament de polisilicó marcarà el començament d'un creixement a gran escala. S'estima que la producció de polisilicó el 2025 serà d'1,194 milions de tones a la Xina i la producció a l'estranger arribarà a les 176.000 tones. Per tant, la producció mundial de polisilicó el 2025 serà d'uns 1,37 milions de tones.
(Aquest article només és per a la referència dels clients d'UrbanMines i no representa cap assessorament d'inversió)